Рекуперативный охладитель

 

Изобретение предназначено для применения в холодильной технике, системах, где хладагентом является воздух, а охлаждаемой средой - масло. Рекуперативный охладитель содержит по крайней мере одну секцию, состоящую из поверхности теплообмена и примыкающих к ней с противоположных сторон раздающего и собирающего коллекторов для одной из сред. Каждый коллектор имеет соответственно рабочие патрубки для входа или выхода среды (масла). Новым является то, что каждый коллектор дополнительно содержит циркуляционный патрубок, а весь охладитель снабжен по крайней мере одной байпасной линией с регулирующим запорным органом, подключенной одним концом к раздающему коллектору одной из секций, а другим концом - к собирающему коллектору также одной из секций; в односекционном охладителе - к той же самой секции, при этом патрубки сообщены посредством соединительных трубопроводов, образующих совместно с коллекторами и байпасными линиями часть замкнутого контура предварительной циркуляции среды, имеющего внешний источник тепла. Техническим результатом, достигаемым изобретением, является повышение эксплуатационной надежности с одновременным уменьшением расхода энергии, при многократных запусках в условиях низких температур окружающей среды. 8 з.п.ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к холодильной технике, более конкретно к рекуперативным охладителям, и в частном случае к охладителям, применяемым в таких системах, в которых хладагентом является воздух, а охлаждаемой средой - масло.

Особенно актуально данное изобретение для охладителей масла, работающих в зонах умеренного и холодного климата.

Известны рекуперативные охладители, содержащие несколько секций, каждая из которых имеет поверхность теплообмена и примыкающие к ней с противоположных сторон раздающий и собирающий коллекторы для одной из сред, имеющие соответственно рабочие патрубки для входа и выхода среды (Техническое описание и инструкция по монтажу, эксплуатации и уходу за группой маслоохладителей зимнего исполнения типа 06-10, Будапешт, Институт энергетики, 1979, с.4-9 и чертеж 3421-Lk-1).

В данном охладителе все раздающие (а также собирающие) коллекторы объединены общим раздающим (собирающим) трубопроводом, а поверхность теплообмена выполнена трубчатой, при этом внутрь коллекторов введены электронагревательные элементы.

Осуществить запуск такого охладителя в условиях низких температур окружающей среды можно лишь при больших затратах электроэнергии, так как в указанном охладителе разогрев коллекторов ведут путем конвективного теплообмена между маслом, нагреваемом погруженными в него электронагревательными элементами, и корпусом коллектора, разогрев теплообменной поверхности - путем конвективного теплообмена между наружной поверхностью секций и горячим воздухом, подаваемым автономными вентиляторами через автономные электрокалориферы. При этом велики потери тепла в окружающую среду вследствие негерметичности охладителя и отсутствия на нем изоляции. Поэтому повышение эксплуатационной надежности с одновременным уменьшением расхода энергии при запуске охладителя в условиях низких температур окружающей среды не достигается.

Известны также и рекуперативные охладители, содержащие по крайней мере одну секцию, состоящую из поверхности теплообмена и примыкающих к ней с противоположных сторон раздающего и собирающего коллекторов для одной из сред, имеющих соответственно рабочие патрубки для входа и выхода среды (Газовая промышленность, N 1, 1985, с.22-23).

Однако в этом охладителе отсутствуют средства, обеспечивающие в условиях запуска при низких температурах окружающей среды гарантированный прогрев теплообменных секций, что на практике приводит к возникновению термических ударов, к значительному повышению сопротивления масляной полости и соответственно давления масла вследствие резкого его охлаждения при поступлении в холодные секции; в результате имеют место случаи разгерметизации секций и выхода их из строя. Поэтому технический результат, достигаемый изобретением, - повышение эксплуатационной надежности с одновременным уменьшением расхода энергии при запуске охладителя в условиях низких температур окружающей среды - не достигается.

По количеству общих признаков данный объект наиболее близок к изобретению и принят за прототип.

Задача изобретения - разработка конструкции рекуперативного охладителя, обеспечивающего его надежную работу с высоким ресурсом при необходимости его многократных запусков в условиях низкой температуры окружающей среды.

Основной технический результат, достигаемый изобретением, - повышение эксплуатационной надежности с одновременным уменьшением расхода энергии при многократных запусках в условиях низких температур окружающей среды.

Дополнительный технический результат, достигаемый изобретением, - интенсификация процесса нагрева.

Основной технический результат достигается тем, что в рекуперативном охладителе, содержащем по крайней мере одну секцию, состоящую из поверхности теплообмена и примыкающих к ней с противоположных сторон раздающего и собирающего коллекторов для одной из сред, имеющих соответственно рабочие патрубки для входа и выхода среды, каждый коллектор секции дополнительно содержит циркуляционный патрубок, а весь охладитель снабжен по крайней мере одной байпасной линией с регулирующим запорным органом, подключенной одним концом к раздающему коллектору одной из секций, а другим концом - к собирающему коллектору также одной из секций.

В частном случае этот же технический результат достигается тем, что одна из байпасных линий одним концом подсоединена к циркуляционному патрубку собирающего коллектора, а другим концом к циркуляционному патрубку раздающего коллектора; одна из байпасных линий одним концом подсоединена к циркуляционному патрубку раздающего коллектора, а другим концом к рабочему патрубку собирающего коллектора; одна из байпасных линий одним концом подсоединена к циркуляционному патрубку собирающего коллектора, а другим концом к рабочему патрубку раздающего коллектора; при этом эти патрубки сообщены посредством соединительных трубопроводов, образующих совместно с коллекторами и байпасными линиями часть замкнутого контура предварительной циркуляции среды, имеющего внешний источник тепла.

Дополнительный технический результат достигается тем, что поверхность теплообмена выполнена в виде по крайней мере одного пластинчато-ребристого пакета из чередующихся плоских и гофрированных листов; пакеты снабжены плоскими электрическими нагревателями, при этом между смежными пакетами в секции предусмотрен зазор, и нагреватели установлены на внешних боковых стенках пакетов и в указанных зазорах.

Этот же результат в частных случаях достигается также тем, что по крайней мере один из коллекторов снабжен поверхностным электрическим нагревателем, спрофилированным по форме коллектора и установленным на его внешней поверхности; поверхностные электрические нагреватели выполнены в виде электропроводного элемента, состоящего из неметаллического греющего слоя, заключенного в полимерную оболочку.

На фиг.1 представлена схема замкнутого контура рабочей и предварительной циркуляции масла с описываемым рекуперативным охладителем.

На фиг. 2 схематично представлен трехсекционный охладитель с одной байпасной линией, иллюстрирующий п.п. 2 и 3 формулы изобретения.

На фиг. 3 - тот же охладитель, иллюстрирующий также п.п.2 и 3 формулы изобретения.

На фиг.4 схематично изображен двухсекционный охладитель с двумя байпасными линиями.

На фиг.5 схематично представлен четырехсекционный охладитель с четырьмя байпасными линиями.

На фиг. 6 изображена секция рекуперативного охладителя в аксонометрии, иллюстрирующая расположение поверхностных нагревателей на боковых стенках пакетов и на внешней поверхности коллекторов, рабочих и циркуляционных патрубков.

На фиг. 7 представлен в аксонометрии пластинчато-ребристый пакет секции охладителя.

На фиг.8 изображен в аксонометрии коллектор охладителя с спрофилированным по форме корпуса коллектора поверхностным нагревателем.

На фиг.9 - сечение А-А фиг.8.

На фиг.10 - сечение А-A фиг.6.

Конструкция рекуперативного охладителя.

Рекуперативный охладитель содержит по крайней мере одну секцию 1 (см. фиг. 1). Охладитель может содержать несколько секций, в частности, дополнительно секции 2, 3 и 4 (см. фиг. 2, 3, 4, 5). Каждая секция имеет теплообменную поверхность 5, раздающий 6 и собирающий 7 коллекторы. В свою очередь раздающий коллектор 6 имеет рабочий патрубок 8 для входа среды и циркуляционный трубок 9, собирающий коллектор 7, соответственно, - рабочий патрубок 10 и циркуляционный 11. Охладитель имеет по крайней мере одну байпасную линию 12 с регулирующим запорным органом 13. Охладитель может иметь также несколько байпасных линий, в частности, дополнительно 14, 15 и 16 (см. фиг. 2, 3, 4, 5). Байпасная линия 12 присоединена одним концом к раздающему коллектору 6 одной из секций, а другим концом к собирающему коллектору 7 также одной из секций. При этом регулирующий запорный орган может быть выполнен в виде задвижки с ручным управлением, либо в виде регуляторов температуры различной конструкции, автоматически изменяющих расход масла через байпасную линию от нуля до максимального значения в зависимости от температуры масла.

Описываемый рекуперативный охладитель (см.фиг.1) включен в систему охлаждения масла (или иной жидкой среды, склонной к загустению или замерзанию) до заданных рабочих температур с помощью воздуха, прокачиваемого вентиляторами (не показаны). Эта система содержит насос 17 и источник 18 тепла (в качестве источника могут быть подшипники газотурбинного двигателя, нагнетателя, компрессора и т.п.). Насос 17 магистралью 19 (через источник 18) соединен с рабочим патрубком 8 для входа масла в раздающий коллектор 6 и магистралью 20 с рабочим патрубком 10 собирающего коллектора 7 для выхода масла.

При выполнении охладителя многосекционным он будет включен в аналогичную циркуляционную систему охладителя масла. Разница будет лишь в конкретных патрубках, к которым будут подключены магистрали 19 и 20.

Данная система имеет замкнутый контур предварительной циркуляции среды, включающий магистрали 19 и 20, источник 18 тепла, насос 17, коллекторы 6, 7 и байпасную линию 12.

Система имеет также замкнутый контур рабочей циркуляции среды, включающий магистрали 19 и 20, источник 18 тепла, насос 17, теплообменную поверхность 5, раздающий и собирающий коллекторы 6, 7.

Аналогичные контуры будут и при нескольких байпасных линиях. В многосекционных охладителях (см. фиг. 2, 3, 4 и 5) на одном из концов смежных коллекторов (либо раздающих 6, либо собирающих 7), обращенных один к другому, расположен рабочий патрубок (либо 8 - для входа среды, либо 10 - для выхода среды), а на другом конце смежного коллектора - циркуляционный 9 или 11. Рабочий и циркуляционный патрубки соединены посредством соединительных трубопроводов 21. Трубопроводы 21 совместно с коллекторами 6 и 7, и байпасными линиями 12, 14, 15 и 16 образуют части замкнутого контура предварительной циркуляции среды, имеющего внешний источник 18 тепла и насос 17. Эти же трубопроводы 21 с этими же коллекторами 6 и 7 совместно с теплообменной поверхностью 5 секций 1, 2, 3, 4 составляют часть замкнутого контура рабочей циркуляции среды, имеющего источник 18 тепла и насос 17.

Фиг. 1 и 2 иллюстрируют варианты, когда циркуляционные патрубки, к которым подключена байпасная линия, принадлежат одной и той же секции. На фиг. 3 иллюстрируется вариант, когда циркуляционный патрубок 9 раздающего коллектора 6 секции 3 соединен с циркуляционным патрубком 11 собирающего коллектора 7 секции 1. Возможен вариант охладителя с двумя байпасными линиями 12 и 14 (см.фиг.4), где байпасная линия 12 соединяет циркуляционный патрубок 11 собирающего коллектора 7 и рабочий патрубок 8 раздающего коллектора 6 секции 1, а байпасная линия 14 - циркуляционный патрубок 9 раздающего коллектора 6 и рабочий патрубок 10 собирающего коллектора 7 секции 2. Возможен также вариант четырехсекционного охладителя с четырьмя байпасными линиями 12, 14, 15 и 16 (см. фиг.5), где секции разбиты на две параллельные группы, каждая из которых состоит их двух секций.

Таким образом, раздающим и собирающим коллекторами, к циркуляционным патрубкам которых подсоединена байпасная линия, служат последний раздающий коллектор по ходу среды в замкнутом контуре предварительной циркуляции и либо собирающий коллектор этой же секции (см. фиг.2), либо собирающий коллектор секции, имеющей первый раздающий коллектор по ходу среды в замкнутом контуре предварительной циркуляции (см. фиг.3).

Секции 1, 2, 3 и 4 могут состоять как из одного пластинчато-ребристого пакета 22, так и из нескольких пакетов (см. фиг.6). Пакеты 22 снабжены поверхностными электрическими нагревателями 23, при этом нагреватели установлены как на внешних боковых стенках 26 пакетов 22, так и в зазорах 27, предусмотренных между пакетами секций. Tакие же нагреватели 33, но спрофилированные по форме коллектора могут быть установлены и на коллекторах 6, 7.

Поверхностные электрические нагреватели выполнены в виде электропроводного элемента, представляющего собой неметаллический греющий слой 24, заключенный в полимерную оболочку 25.

Как было показано выше, теплообменная поверхность 5 преимущественно выполнена в виде пластинчато-ребристого пакета (см. фиг.7) чередующихся плоских 28 и гофрированных 29 листов, образующих каналы 30 (масляные каналы) для охлаждаемой среды и каналы 31 (воздушные каналы) для охлаждающей среды (воздуха).

В этом случае рекуперативный охладитель выполнен, как правило, перекрестноточным, причем со стороны подачи второй среды (как правило, воздушной) коллекторов не имеет.

Возможны варианты выполнения рекуперативного охладителя трубчатым или иного известного типа. Материалом, из которого изготовлен охладитель, должен быть металл с высокой теплопроводностью, например алюминий, его сплавы и т. п.

Коллекторы рекуперативного охладителя могут быть либо собирающими, либо раздающими; в первом случае каждый коллектор имеет рабочий патрубок 10 для выхода среды, во втором случае - рабочий патрубок 8 для входа среды.

Собирающий коллектор 7, содержащий корпус 32 с рабочим патрубком 10 для выхода среды, имеет дополнительно циркуляционный патрубок 11, соединенный с байпасной линией или соединительным трубопроводом. При этом рабочий 10 и циркуляционный 11 патрубки расположены на противоположных концах коллектора 7.

Коллектор 7 снабжен нагревателем 33, выполненным в виде электропроводного элемента, спрофилированного по форме коллектора и установленного на его внешней поверхности (если такой нагреватель распрямить, то он будет аналогичен поверхностному нагревателю 23). Электропроводный элемент (см.фиг.9 и 10) имеет слой изоляции 34 и провода электропитания 35 (см.фиг.6) и выполнен в виде неметаллического греющего слоя 24, например, графитового, заключенного в полимерную оболочку 25.

Раздающий коллектор 6 имеет такое же устройство, что и собирающий коллектор 7, и устанавливается с противоположной стороны теплообменной поверхности 5 (см.фиг.6).

Корпуса 32 коллекторов 6, 7 изготовлены из материала с высокой теплопроводностью, например, из алюминия.

На магистралях, ведущих к коллекторам, может быть также установлен аналогичный нагреватель 33.

Работа рекуперативного охладителя Масло, нагретое в подшипниках (источник 18 тепла) до t=60-120^oC, с помощью насоса 17 по магистрали 19 поступает в раздающий коллектор 6, затем на теплообменную поверхность 5, где охлаждается до заданной температуры, а затем в собирающий коллектор 7, откуда по магистрали 20 охлажденное масло с помощью насоса 17 возвращается к подшипникам (см.фиг.1). Охлаждающий воздух подают на теплообменную поверхность с помощью вентиляторов, регулируя производительность которых, добиваются нужного режима охлаждения. В зависимости от количества масла и иных производственных и теплотехнических условий рекуперативный охладитель может быть выполнен многосекционным. В этом случае (см. фиг.2, 3, 4, 5) сущность работы не претерпит изменений, и горячее масло будет прокачиваться через все теплообменные поверхности всех секций (последовательно или параллельно) и охлаждаться воздушным потоком.

В режиме запуска рекуперативный охладитель работает следующим образом.

Режим запуска начинается при неработающем газотурбинном двигателе или нагнетателе, когда температура масла равна 10-15^oC, а температура рекуперативного охладителя (его коллекторов, теплообменной поверхности), который находится вне помещения, может достигать минус 60^oC.

В этом режиме описываемый способ предусматривает операцию предварительной циркуляции масла через все раздающие и собирающие коллекторы всех секций (см. фиг. 2, 3, 4, 5) в обход теплообменной поверхности или через собирающий и раздающий коллекторы одной секции (см. фиг.1) при односекционном выполнении охладителя, при этом после завершения предварительной циркуляции масла, последнее подают на теплообменную поверхность непосредственно из раздающих коллекторов секций охладителя. Эту операцию осуществляют с помощью байпасных линий с регулирующим запорным органом 13: при выполнении охладителя односекционным с помощью байпасной линии 12 (см.фиг.1), при выполнении охладителя многосекционным с помощью байпасных линий 12, 14, 15, 16 (см.фиг. 2, 3, 4, 5).

Режим запуска начинают с подвода тепла к наружным поверхностям секций охладителя путем кондуктивного нагрева.

Кондуктивный нагрев в частных случаях начинают либо с подвода тепла непосредственно к коллекторам, либо к теплообменной поверхности секций, либо к тем и другим. При очень низких температурах окружающего воздуха ведут дополнительный кондуктивный нагрев путем подвода тепла к трубопроводам, ведущим к коллекторам секций охладителя.

Иначе говоря, режим запуска начинают с включения тех или иных нагревателей, при этом циркуляционный контур не включен (двигатель или нагнетатель не работают). Нагрев поверхности секций охладителя благодаря их выполнению из материалов с высокой теплопроводностью ведется интенсивно, и через некоторое время будет удовлетворяться условие t_п.с.=t_м.±20^oC, где t_п.с. - температура поверхности секций охладителя в градусах Цельсия; t_м. - температура масла в градусах Цельсия. На практике эта температура равна 10-15^oC, а температура самих нагревателей не превышает 100-130^oC.

После этого переходят к предварительной циркуляции масла, которую начинают одновременно с запуском двигателя или нагнетателя и выключением нагревателей 23 и 33. На практике эта операция осуществляется следующим образом. Регулирующий орган 13 на всех байпасных линиях 12, 14, 15, 16 устанавливают в положение "открыто", открывают заслонки (не показаны) на магистралях 19, 20, и масло, нагнетаемое насосом 17 через магистраль 19 и источник 18 тепла, поступает в рабочий патрубок 8 раздающего коллектора 6 секции 1 (см.фиг. 1) и далее, в обход теплообменной поверхности 5 (вследствие ее большого гидравлического сопротивления при пониженных температурах масла), направляется через циркуляционный патрубок 9 и байпасную линию 12 в циркуляционный патрубок 11 собирающего коллектора 7 и через рабочий патрубок 10 этого же коллектора и магистраль 20 возвращается к насосу 17.

В многосекционных охладителях масло в контуре предварительной циркуляции протекает в обход теплообменной поверхности 5 либо последовательно через все раздающие коллекторы 6, байпасную линию 12 и затем последовательно через все собирающие коллекторы 7 (см.фиг.2 и 3), либо поступает одновременно в раздающий 6 и собирающий 7 коллекторы одной секции, затем через такие же коллекторы другой секции (см.фиг. 4 и 5).

Масло, циркулируя по контуру предварительной циркуляции, включающей источник 18 тепла, постепенно нагревается, также постепенно нагревая секции охладителя. По мере повышения температуры масла запорный орган 13 начинает постепенно закрываться, направляя все большую часть масла из раздающих коллекторов 6 на теплообменную поверхность 5. После достижения маслом температуры, равной примерно ее рабочему значению, регулирующий запорный орган 13 закрывается полностью и все масло из раздающих коллекторов 6 направляется на теплообменную поверхность 5 секций охладителя; тем самым прекращается предварительная циркуляция масла, и наступает рабочий режим.

При этом предусматривается вариант, по которому предварительную циркуляцию завершают ступенчато - вначале для одной группы секций, затем для другой (см. фиг.5). Этот прием осуществляют, например, путем установки регулирующих запорных органов в секциях 1, 2 на температуру 50+10^oC, а в секциях 3, 4 на температуру 60+10^oC.

При этом работа коллекторов осуществляется следующим образом. Работа коллектора описана в частном варианте его применения в рекуперативном охладителе с пластинчато-ребристой поверхностью, когда охлаждаемой средой является масло, а охлаждающей - воздух, причем масло циркулирует по замкнутому контуру с источником тепла. Поскольку коллектор может быть раздающим, или собирающим, то описывается работа обоих коллекторов совместно (см.фиг. 1, 8 и 9).

В режиме использования коллектора при пуске рекуперативного охладителя в условиях низких температур окружающей среды включается нагреватель 33. Поскольку корпуса 32 коллекторов изготовлены из материала с высокой теплопроводностью, происходит их быстрый нагрев. При достижении температурой корпуса значения, близкого к температуре масла, последнее при включении насоса 17 подается в патрубок 8 раздающего коллектора, при этом запорный орган 13 байпасной линии находится в положении "открыто", а нагреватели 33 отключаются. Поступившее в патрубок 8 масло устремляется к циркуляционному патрубку 9, минуя теплообменную поверхность (т.к. последняя имеет повышенное гидравлическое сопротивление), затем проходит по байпасной линии 12 и через циркуляционный патрубок 11 поступает в собирающий коллектор 7, откуда через рабочий патрубок 10 к потребителю. Таким образом масло будет циркулировать вдоль коллекторов, увеличивая эффект их нагрева и естественно нагревая секции до заданной температуры, после чего запорный орган 13 постепенно закрывается, и коллекторы переходят на рабочий режим.

В рабочем режиме рекуперативный охладитель работает следующим образом.

Описывается вариант работы охладителя, когда охлаждаемой средой (подаваемой в коллекторы) является масло, а охлаждающей средой воздух, при этом байпасная линия подключена к циркуляционному контуру охлаждения подшипников газотурбинного двигателя или нагнетателя.

В рабочем режиме (регулирующий запорный орган 13 байпасных линий 12, 14, 15 и 16 закрыт) масло, нагнетаемое из маслобака (на фиг.1 не показан) насосом 17 через магистраль 19 подается в источник 18 тепла, которым являются подшипники газотурбинного двигателя или нагнетателя. Смазав и охладив подшипники и вобрав в себя тепло трения, нагретое масло направляется в рабочий патрубок 8 для входа среды раздающего коллектора 6 секции 1 односекционного рекуперативного охладителя (см.фиг. 1). Из раздающего коллектора 6 нагретое масло поступает на теплообменную поверхность 5 в масляные каналы 30, где охлаждается при прохождении по воздушным каналам 31 охлаждающего воздуха, прокачиваемого вентиляторами (на чертежах не показаны). Охлажденное масло поступает в собирающий коллектор 7 и через рабочий патрубок 10 для выхода среды и магистраль 20 (через маслобак) возвращается на всасывающий патрубок насоса 17.

Возможны варианты схемы, когда источник 18 тепла расположен на магистрали 20 всасывающей линии насоса 17; при этом рабочий режим охлаждения масла остается таким же, как описано выше.

В многосекционном охладителе (см.фиг.2) масло, поступившее в раздающий коллектор 6 секции 1, разделяется на две части: одна часть, равная примерно 1/3 от всего расхода масла, поступает на теплообменную поверхность 5 секции 1, а вторая часть, равная примерно 2/3 расхода масла, через циркуляционный патрубок 9 и соединительный трубопровод 21 поступает в рабочий патрубок 8 раздающего коллектора 6 секции 2, где в свою очередь вновь разделяется на две части. Каждая из этих частей равна примерно 1/3 расхода масла; при этом одна часть поступает на теплообменную поверхность 5 секции 2, а вторая - через циркуляционный патрубок 9 раздающего коллектора 6 секции 2 и соединительный трубопровод 21 в рабочий патрубок 8 раздающего коллектора 6 секции 3.

Масло, охлажденное в секции 3, через собирающий коллектор 7 этой секции, рабочий патрубок 10 для выхода среды, соединительный трубопровод 21 и циркуляционный патрубок 11 поступает в собирающий коллектор 7 секции 2, где смешивается с маслом, охлажденным в секции 2, и далее через рабочий патрубок 10 для выхода среды, соединительный трубопровод 21 и циркуляционный патрубок 11 масло поступает в собирающий коллектор 7 секции 1, где соединяется с маслом, охлажденным в секции 1, и полный расход охлажденного масла через рабочий патрубок 10 раздающего коллектора 7 секции 1 направляется в магистраль 20 и далее к насосу 17.

Аналогичным образом работают в рабочем режиме и многосекционные охладители, схемы которых представлены на фиг. 3, 4 и 5. Общим будет являться последовательное или параллельное прохождение масла через теплообменные поверхности всех секций, минуя байпасные линии.

В рабочем режиме нагретое масло (преимущественно из циркуляционного контура, имеющего источник тепла) поступает в корпус 32 раздающего коллектора, а затем в каналы 30 теплообменной поверхности, где оно охлаждается воздушным потоком, проходящим по каналам 31. Охлажденное масло поступает в корпус 32 собирающего коллектора, а затем потребителю. В частном случае потребителем является источник тепла (например, подшипники паровой или газовой турбины).

В процессе данного режима нагреватели 33 отключены, регулирующий запорный орган 13 закрыт, и масло в байпасную линию 12 через циркуляционный патрубок 9 не поступает.

Изобретение может найти широкое применение в климатических зонах с умеренным и холодным климатом там, где в холодное время года возможно загустение и даже замерзание масла в тот период, когда рекуперативный охладитель не работает.

В настоящее время изготовлена опытная партия рекуперативных охладителей, сконструированных согласно данному изобретению и работающих в условиях зимних температур до минус 40^oC. Эти охладители прошли заводские и эксплуатационные испытания, которые подтвердили высокую эффективность охлаждения масла, а также эффективный и удобный запуск охладителя в холодное время года. Безаварийный срок работы таких охладителей предположительно должен быть равен 100 тыс. ч, однако в действительности может быть несколько меньшим из-за вентиляторов и регуляторов температуры, гарантийный срок службы которых может быть меньше, чем 100 тыс. ч. По сравнению с маслоохладителями-аналогами электрическая мощность, затраченная на предварительный разогрев перед пуском в холодное время года, уменьшилась в 10-12 раз.

В настоящее время осваивается серийное производство таких маслоохладителей.

Формула изобретения

1. Рекуперативный охладитель, содержащий, по крайней мере, одну секцию, состоящую из поверхности теплообмена и примыкающих к ней с противоположных сторон раздающего и собирающего коллекторов для одной из сред, имеющих соответственно рабочие патрубки для входа и выхода среды, отличающийся тем, что каждый коллектор секции дополнительно содержит циркуляционный патрубок, а весь охладитель снабжен, по крайней мере, одной байпасной линией с регулирующим запорным органом, подключенной одним концом к раздающему коллектору одной из секций, а другим концом к собирающему коллектору также одной из секций.

2. Рекуперативный охладитель по п.1, отличающийся тем, что на одном из концов смежных коллекторов, обращенных один к другому, расположен рабочий патрубок, а на другом конце смежного коллектора - циркуляционный, при этом эти патрубки сообщены посредством соединительных трубопроводов, образующих совместно с коллекторами и байпасными линиями часть замкнутого контура предварительной циркуляции среды, имеющего внешний источник тепла.

3. Рекуперативный охладитель по п.1, отличающийся тем, что байпасная линия одним концом подсоединена к циркуляционному собирающего коллектора, а другим - к циркуляционному патрубку раздающего коллектора.

4. Рекуперативный охладитель по п.1, отличающийся тем, что одна из байпасных линий одним концом подсоединена к циркуляционному патрубку раздающего коллектора, а другим - к рабочему патрубку собирающего коллектора.

5. Рекуперативный охладитель по п.1, отличающийся тем, что одна из байпасных линий одним концом подсоединена к циркуляционному патрубку собирающего коллектора, а другим - к рабочему патрубку раздающего коллектора.

6. Рекуперативный охладитель по п.1, отличающийся тем, что поверхность теплообмена выполнена в виде, по меньшей мере, одного пластинчато-ребристого пакета из чередующихся плоских и гофрированных листов.

7. Рекуперативный охладитель по п.1, отличающийся тем, что пакеты снабжены поверхностными электрическими нагревателями, при этом между смежными пакетами предусмотрен зазор, и нагреватели установлены на внешних боковых стенках пакетов и в указанных зазорах.

8. Рекуперативный охладитель по п.1, отличающийся тем, что, по крайней мере, один коллектор снабжен поверхностным электрическим нагревателем, спрофилированным по форме коллектора и установленным на его внешней поверхности.

9. Рекуперативный охладитель по п.1, отличающийся тем, что поверхностные электрические нагреватели выполнены в виде электропроводного элемента, состоящего из неметаллического греющего слоя, заключенного в полимерную оболочку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10